偽碼測距系統(tǒng)中多普勒頻移的影響及其解決方法研究.pdf

1、本文研究的課題是偽碼測距系統(tǒng)中多普勒頻移的影響及其跟蹤與補償方法。作為一種得到了廣泛應(yīng)用測控方式,偽碼測距以其簡單可靠、抗干擾能力強(qiáng),在測控領(lǐng)域占據(jù)了重要的地位。在偽碼測距系統(tǒng)中,由于測距站和測距目標(biāo)之間存在較大的相對運動,故會引起較大的多普勒頻移,對測距信號造成嚴(yán)重的影響。對于衛(wèi)星通信系統(tǒng)而言,系統(tǒng)最大多普勒頻移為±100kHz,屬于大多普勒頻移問題。在實際運用中,偽碼測距系統(tǒng)多采取擴(kuò)頻通信的方式,多普勒頻移對PN碼的捕獲性能有很大的

2、影響,甚至造成不能正確解擴(kuò),所以在解調(diào)和解擴(kuò)之前必須對其進(jìn)行補償。本文首先闡明了課題研究的背景和意義,介紹了偽碼測距的方法、多普勒頻移的概念以及目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。接著對兩種典型的偽隨機(jī)序列即m序列和Gold序列進(jìn)行了詳細(xì)的分析,包括它們的產(chǎn)生方式,平衡性、自相關(guān)性和互相關(guān)性,并給出了仿真結(jié)果。同時介紹了偽碼測距原理,偽碼測距最大無模糊距離以及四種典型的偽碼測距方案的工作原理。其次詳細(xì)分析了多普勒頻移對偽碼測距系統(tǒng)的影響,包括多普勒頻

3、移對偽碼捕獲性能的影響,以及對載波解擴(kuò)和解調(diào)性能的影響。然后介紹了最大似然估計的基本原理,研究了基于最大似然估計準(zhǔn)則的三種典型的頻偏估計算法即L&R算法,Fitz算法和M&M算法,并且以QPSK信號為例,對這三種算法進(jìn)行了仿真分析。最后研究了傳統(tǒng)的基于DMF和AFC環(huán)路的多普勒頻移補償方法,指出了其不足,然后介紹了本文采用的一種新的有效方法——利用FFT的方式結(jié)合同相-正交環(huán)即COSTAS環(huán)估計出多普勒頻移,然后利用該估計值對載波、碼速